EP0370846B1 - Transducteur électroacoustique - Google Patents

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EP0370846B1
EP0370846B1 EP89402966A EP89402966A EP0370846B1 EP 0370846 B1 EP0370846 B1 EP 0370846B1 EP 89402966 A EP89402966 A EP 89402966A EP 89402966 A EP89402966 A EP 89402966A EP 0370846 B1 EP0370846 B1 EP 0370846B1
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EP
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electrodes
electroacoustic transducer
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ion
electrode
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Jean-Claude Fourriere
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Acieries Du Haut Languedoc SA
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Acieries Du Haut Languedoc SA
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R23/00—Transducers other than those covered by groups H04R9/00 - H04R21/00
    • H04R23/004—Transducers other than those covered by groups H04R9/00 - H04R21/00 using ionised gas

Definitions

  • the present invention relates to an electroacoustic transducer, as well as an acoustic enclosure comprising at least one such transducer.
  • an electroacoustic transducer comprising a wire capable of emitting ions when it is brought to a sufficiently high potential, said wire being arranged between two electrodes, one parallel to the other, connected to a modulator, between which is likely to be created a modulated electric field acting on said ions. Said ions are then set in motion and transmit, by collisions, the energy thus acquired to the surrounding neutral molecules, producing a sound at the frequency of the modulated electric field.
  • the emission of ions is very localized, in the immediate vicinity of the wire, so that the results obtained are hardly satisfactory in practice.
  • an electroacoustic transducer of the type comprising at least one element capable of emitting ions when it is brought to a sufficiently high electrical potential, said element being arranged at neighborhood of two first electrodes, parallel to each other, connected to a modulator, between which a modulated electric field is likely to be created, and at least a second electrode having an electrical potential such as a flux of ions are created between said ion emitter and said second electrode, so that said modulated electric field acts on said ion flux.
  • the present invention aims to improve the latter transducer, and relates to an electroacoustic transducer whose efficiency is greatly improved.
  • the transducer of the type described in document US-A-3 022 385 is characterized in that said ion-emitting element is arranged between said two first electrodes, and in that said second electrode is arranged in the vicinity of said ion emitting element so that said ion flow forms a vibrating membrane between said ion emitting element and said second electrode.
  • said ion flow plays the role of an immaterial vibrating membrane.
  • the ionized fluid, created between the ion-emitting element and the second electrode is attracted by the first electrodes at the rate of the modulation, thereby generating acoustic pressures in the air.
  • said ion emitting element is a wire
  • two said second parallel electrodes are provided on either side of said wire respectively, said second electrodes being orthogonal to said first electrodes.
  • said second electrodes are arranged at equal distances from said wire.
  • the latter in particular in stainless steel or platinum, can have a diameter of between 20 and 50 micrometers.
  • said ion emitting element is a point
  • either a plurality of second point electrodes are arranged in a fan around said point, or said second electrode has approximately the shape of a horseshoe surrounding said point.
  • said first electrodes are arranged at equal distances from said ion emitting element.
  • said first electrodes are grids of rigid textile material covered with carbon.
  • said ion-emitting element is brought to a negative potential of the order of at least -4.5 kV.
  • Figures 1 and 2 illustrate a first embodiment of the electroacoustic transducer of the invention, in which the ion emitting element is a wire.
  • Figures 3 and 4, and 5 and 6 illustrate, respectively, two variants of a second embodiment of the electroacoustic transducer of the invention, in which the ion emitting element is a tip.
  • the electroacoustic transducer 1 comprises a wire 2, connected to a high voltage source 3, capable of emitting ions when it is brought to a sufficiently high electrical potential, for example a negative potential of the order of - 4.5 kV at least, negative potential giving no discharge noises.
  • the wire 2 is arranged between two first electrodes 4,5, parallel to each other, connected to a modulator 6 via a transformer 7.
  • a modulated electric field can thus be created between the two electrodes 4 , 5, to act on said ions.
  • the electrodes 4,5 are advantageously produced in the form of grids of rigid textile material covered with carbon. As a result, the formation of arcs in the presence of strong modulations is extremely rare, and these are not maintained as they would be with metal grids.
  • first 4.5 and second 8.9 electrodes are advantageously arranged at equal distances from the wire, respectively, so as to avoid creating an ionic wind during the application of the negative voltage. of polarization.
  • the modulated electric field created between the first electrodes 4,5 thus acts on the ion flow 10, generated between the wire 2 and the second electrodes 8,9, playing the role of a non-material vibrating membrane.
  • the ionized fluid created between the wire 2 and the ground electrodes 8, 9 is attracted by the grids 4.5 at the rate of the modulation, thereby producing acoustic pressures in the air.
  • the ion-emitting wire is replaced by a tip.
  • the tip 11 is arranged in a support ring 12, so that the tip 11a thereof is located in the center of said ring 12.
  • the tip 11 connected to a high voltage source 13 is capable of emitting ions when it is brought to a sufficiently high electrical potential, for example a negative potential of the order of -4.5 kV.
  • the tip 11, and in particular the tip 11a thereof is arranged between two first electrodes 14,15, parallel to each other, connected to a modulator 16 by means of a transformer 17.
  • These electrodes 14,15 are advantageously of the same type as the electrodes 4,5 described above.
  • a plurality of second point electrodes 18 (for example three electrodes 18), connected to ground, are arranged in a fan around the end 11a of the tip 11.
  • a second single electrode 19 connected to ground, having approximately the shape of a horseshoe surrounds the tip 11a of the tip 11.
  • the modulated electric field created between the first electrodes 14,15 and the tip 11 acts on the ion flow 20, generated between the tip 2 and the second electrode (s) 18,19, playing the role of immaterial vibrating membrane.

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Description

  • La présente invention concerne un transducteur électroacoustique, ainsi qu'une enceinte acoustique comportant au moins un tel transducteur.
  • On connaît déjà, par le document FR-A-2 246 151, un transducteur électroacoustique comportant un fil susceptible d'émettre des ions lorsqu'il est porté à un potentiel suffisamment élevé, ledit fil étant agencé entre deux électrodes, parallèles l'une à l'autre, reliées à un modulateur, entre lesquelles est susceptible d'être créé un champ électrique modulé agissant sur lesdits ions. Lesdits ions sont alors mis en mouvement et transmettent, par collisions, l'énergie ainsi acquise aux molécules neutres environnantes, en produisant un son à la fréquence du champ électrique modulé. Cependant, dans ce cas, l'émission d'ions est très localisée , au voisinage immédiat du fil, de sorte que les résultats obtenus ne sont guère satisfaisants en pratique.
  • Par ailleurs, par le document US-A-3 022 385, on connaît un transducteur électroacoustique, du type comportant au moins un élément susceptible d'émettre des ions lorsqu'il est porté à un potentiel électrique suffisamment élevé, ledit élément étant agencé au voisinage de deux premières électrodes, parallèles l'une à l'autre, reliées à un modulateur, entre lesquelles est susceptible d'être créé un champ électrique modulé, et au moins une seconde électrode ayant un potentiel électrique tel qu'un flux d'ions est créé entre ledit émetteur d'ions et ladite seconde électrode, de sorte que ledit champ électrique modulé agisse sur ledit flux d'ions.
  • La présente invention a pour but de perfectionner ce dernier transducteur, et concerne un transducteur électroacoustique dont l'efficacité est largement améliorée.
  • A cette fin, selon l'invention, le transducteur du type décrit dans le document US-A-3 022 385, est caractérisé en en que ledit élément émetteur d'ions est agencé entre lesdites deux premières électrodes, et en ce que ladite seconde électrode est agencée au voisinage dudit élément émetteur d'ions de façon que ledit flux d'ions forme une membrane vibrante entre ledit élément émetteur d'ions et ladite seconde électrode.
  • Ainsi, ledit flux d'ions joue le rôle d'une membrane vibrante immatérielle. En effet, le fluide ionisé, créé entre l'élément émetteur d'ions et la seconde électrode, est attiré par les premières électrodes au rythme de la modulation, en engendrant ainsi des pressions acoustiques dans l'air.
  • Dans le cas où ledit élément émetteur d'ions est un fil, avantageusement, deuxdites secondes électrodes parallèles sont prévues de part et d'autre dudit fil respectivement, lesdites secondes électrodes étant orthogonales auxdites premières électrodes. De préférence, lesdites secondes électrodes sont disposées à des distances égales dudit fil. Ce dernier, notamment en acier inoxydable ou en platine, peut présenter un diamètre compris entre 20 et 50 micromètres.
  • Dans le cas où ledit élément émetteur d'ions est une pointe, soit une pluralité de secondes électrodes ponctuelles sont disposées en éventail autour de ladite pointe, soit ladite seconde électrode présente approximativement la forme d'un fer à cheval entourant ladite pointe.
  • Selon une autre caractéristique de l'invention, lesdites premières électrodes sont disposées à des distances égales dudit élément émetteur d'ions.
  • Avantageusement, lesdites premières électrodes sont des grilles en matière textile rigide recouverte de carbone.
  • De préférence, ledit élément émetteur d'ions est porté à un potentiel négatif de l'ordre de -4,5 kV au moins.
  • Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables.
  • Les figures 1 et 2 illustrent un premier exemple de réalisation du transducteur électroacoustique de l'invention, dans lequel l'élément émetteur d'ions est un fil.
  • Les figures 3 et 4, et 5 et 6 illustrent, respectivement, deux variantes d'un second exemple de réalisation du transducteur électroacoustique de l'invention, dans lequel l'élément émetteur d'ions est une pointe.
  • En se référant aux figures 1 et 2, le transducteur électroacoustique 1 comporte un fil 2, relié à une source de haute tension 3, susceptible d'émettre des ions lorsqu'il est porté à un potentiel électrique suffisamment élevé, par exemple un potentiel négatif de l'ordre de - 4,5 kV au moins, potentiel négatif ne donnant pas de bruits de décharge. Le fil 2 est agencé entre deux premières électrodes 4,5, parallèles l'une à l'autre, reliées à un modulateur 6 par l'intermédiaire d'un transformateur 7. Un champ électrique modulé peut ainsi être créé entre les deux électrodes 4,5, pour agir sur lesdits ions. Les électrodes 4,5 sont avantageusement réalisées sous forme de grilles en matière textile rigide recouverte de carbone. De ce fait, la formation d'arcs en présence de fortes modulations est rarissime, et ceux-ci ne sont pas entretenus comme ils le seraient avec des grilles métalliques.
  • Par ailleurs, deux secondes électrodes 8,9, parallèles l'une à l'autre, reliées à la masse sont disposées de part et d'autre dudit fil 2 respectivement, lesdites secondes électrodes 8,9 étant orthogonales auxdites premières électrodes 4,5. Il convient de noter, de plus, que les premières 4,5 et secondes 8,9 électrodes sont avantageusement disposées à des distances égales du fil, respectivement, de façon à éviter de créer un vent ionique lors de l'application de la tension négative de polarisation.
  • Le champ électrique modulé créé entre les premières électrodes 4,5 agit ainsi sur le flux d'ions 10, engendré entre le fil 2 et les secondes électrodes 8,9, jouant le rôle d'une membrane vibrante immatérielle. En d'autres termes, le fluide ionisé créé entre le fil 2 et les électrodes de masse 8,9 est attiré par les grilles 4,5 au rythme de la modulation, en produisant ainsi des pressions acoustiques dans l'air.
  • Dans les deux variantes de l'exemple de réalisation du transducteur électroacoustique 1 illustrées par les figures 3 à 6, le fil émetteur d'ions est remplacé par une pointe.
  • La pointe 11 est agencée dans une bague de support 12, de sorte que le bout 11a de celle-ci se trouve au centre de ladite bague 12. Comme dans le cas précédent, la pointe 11 reliée à une source de haute tension 13, est susceptible d'émettre des ions lorsqu'elle est portée à un potentiel électrique suffisamment élevé, par exemple un potentiel négatif de l'ordre de -4,5 kV. Egalement la pointe 11, et en particulier le bout 11a de celle-ci, est agencée entre deux premières électrodes 14,15, parallèles l'une à l'autre, reliées à un modulateur 16 par l'intermédiaire d'un transformateur 17. Ces électrodes 14,15 sont avantageusement du même type que les électrodes 4,5 décrites précédemment.
  • Dans une première variante illustrée par les figures 3 et 4, une pluralité de secondes électrodes ponctuelles 18 (par exemple trois électrodes 18), reliées à la masse, sont disposées en éventail autour du bout 11a de la pointe 11. Dans la seconde variante illustrée par les figures 5 et 6, une seconde électrode unique 19, reliée à la masse, présentant approximativement la forme d'un fer à cheval entoure le bout 11a de la pointe 11.
  • Comme dans le cas précédent, le champ électrique modulé créé entre les premières électrodes 14,15 et la pointe 11 agit sur le flux d'ions 20, engendré entre la pointe 2 et la ou les secondes électrodes 18,19, jouant le rôle de membrane vibrante immatérielle.

Claims (10)

  1. Transducteur électroacoustique, du type comportant au moins un élément (2,11) susceptible d'émettre des ions lorsqu'il est porté à un potentiel électrique suffisamment élevé, ledit élément (2,11) étant agencé au voisinage de deux premières électrodes (4,5 ; 14,15), parallèles l'une à l'autre, reliées à un modulateur, entre lesquelles est susceptible d'être créé un champ électrique modulé, et au moins une seconde électrode (8,9 ; 18 ; 19) ayant un potentiel électrique tel qu'un flux d'ions (10,20) est créé entre ledit émetteur d'ions (2,11) et ladite seconde électrode (8,9 ; 18 ; 19), de sorte que ledit champ électrique modulé agisse sur ledit flux d'ions (10,20),
    caractérisé en ce que ledit élément émetteur d'ions (2,11) est agencé entre lesdites deux premières électrodes (4,5 ; 14, 15), et en ce que ladite seconde électrode (8,9 ; 18 ; 19) est agencée au voisinage dudit élément émetteur d'ions (2,11) de façon que ledit flux d'ions (10,20) forme une membrane vibrante immatérielle entre ledit élément émetteur d'ions (2,11) et ladite seconde électrode (8,9 ; 18 ; 19).
  2. Transducteur électroacoustique selon la revendication 1, dans lequel ledit élément émetteur d'ions est un fil,
    caractérisé en ce que deux dites secondes électrodes (8,9) parallèles sont prévues de part et d'autre dudit fil (2) respectivement, lesdites secondes électrodes (8,9) étant orthogonales auxdites premières électrodes (4,5).
  3. Transducteur électroacoustique selon la revendication 2,
    caractérisé en ce que lesdites secondes électrodes (8,9) sont disposées à des distances égales dudit fil (2).
  4. Transducteur électroacoustique selon la revendication 2 ou la revendication 3,
    caractérisé en ce que ledit fil (2), de préférence en acier inoxydable ou en platine, présente un diamètre compris entre 20 et 50 micromètres.
  5. Transducteur électroacoustique selon la revendication 1, dans lequel ledit élément émetteur d'ions est une pointe,
    caractérisé en ce qu'une pluralité de secondes électrodes ponctuelles (18) sont disposées en éventail autour de ladite pointe (11).
  6. Transducteur électroacoustique selon la revendication 1, dans lequel ledit élément émetteur d'ions est une pointe,
    caractérisé en ce que ladite seconde électrode (19) présente approximativement la forme d'un fer à cheval entourant ladite pointe (11).
  7. Transducteur électroacoustique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6,
    caractérisé en ce que lesdites premières électrodes (4,5; 14,15) sont disposées à des distances égales dudit élément émetteur d'ions (2,11).
  8. Transducteur électroacoustique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7,
    caractérisé en ce que lesdites premières électrodes (4,5; 14,15) sont des grilles en matière textile rigide recouverte de carbone.
  9. Transducteur électroacoustique selon l'une quelconque des revendications 1 à 8,
    caractérisé en ce que ledit élément émetteur d'ions (2,11) est porté à un potentiel négatif de l'ordre de -4,5 kV au moins.
  10. Enceinte acoustique,
    caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un transducteur électroacoustique selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.
EP89402966A 1988-11-10 1989-10-26 Transducteur électroacoustique Expired - Lifetime EP0370846B1 (fr)

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